基于信息化測繪體系的測繪業務管理平臺應用

黃玉青 白 穆 張 靖 贠建明

(自然資源部陜西基礎地理信息中心, 陜西 西安 710054)

0 引言

國家信息化發展戰略需要全面推進自然資源信息化,信息化測繪體系建設已進入全方位多層次推進的新階段[1]。《自然資源部信息化建設總體方案》對全面履行“兩統一”職責的全業務全流程進行了數字化、網絡化、智能化規劃,在此基礎上，陜西測繪地理信息局發布了《信息化測繪體系建設總體設計方案》,進一步細化了省級信息化測繪體系建設方向,指出測繪生產單位在數據匯集、共享服務、業務協同和網絡安全方面需要加強統籌,測繪業務信息管理技術體系建設薄弱[2]。

當前,已有的省級測繪生產業務管理研究對系統的總體架構、應用進行了論述,但是都側重于單組織功能。部分針對多級測繪業務管理系統的研究,初步實現了管理業務的多級聯動,增強了信息的互聯互通,但功能較弱。尚不能滿足信息化測繪發展對測繪生產業務管理的信息化、自動化、智能化要求,綜合管理水平有較大改進空間。本文依據陜西省測繪地理信息局信息化測繪體系建設總體設計方案,以自然資源部陜西基礎地理信息中心信息化測繪業務管理平臺建設為例,在梳理省級測繪生產管理缺乏統一集成信息化管理環境、流程復雜、組織煩瑣、信息封閉、業務管理方法落后且單一等問題的基礎上,基于天地圖·陜西,設計并實現有序、規范、實時、高效的信息化測繪業務管理平臺,為提高信息化測繪生產效率、協同管理水平、節約運營成本、促進信息知識平臺建設等提供了有力支撐,滿足了單位辦公更加廣泛化、精細化的應用需求。

1 分析與設計

測繪業務信息管理體系構建立足于不同用戶、不同業務類型,實現策劃、設計、質檢、成果移交、驗收、歸檔等不同生產工序的協同化、自動化、智能化、流程化、標準化,通過梳理測繪業務流程,探索新形勢下管理工作,結合信息化測繪各類生產業務需求,突破傳統管理方式,滿足信息化測繪業務管理要求[3]。平臺目標是實現測繪地理信息處理的規范化、信息化、自動化以及測繪業務管理網絡化、智能化[4],構建適應于信息化測繪生產要求的測繪業務管理信息系統,為測繪生產業務管理提供一個簡潔、高效、安全的信息化、智能化測繪生產管理平臺,初步形成統一管理、結構合理、運轉高效、保障有力的測繪生產業務管理解決方案[5]。

1.1 總體架構設計

系統設計遵循多層架構和開放性原則,采用面向服務架構體系結構(Service-Oriented Architecture,SOA)設計,基于地理信息系統(Geographic Information System,GIS)、Nginx、MySQL、Redis等技術,以統一工作臺為門戶,集成各項信息服務,為生產實施人員、質量管理人員、技術管理人員、行政人員等用戶提供行政辦公、業務流程、項目管理、生產經營管理、客戶關系管理、科技創新管理、數據統計分析等功能。從邏輯上來說,整個管理平臺劃分為四個相對分離的邏輯層:表現層、應用邏輯層、數據服務層和基礎平臺層。總體架構如圖1所示[6]。

圖1 總體架構圖

表現層通過規定的業務流程和邏輯接口實現日常辦公和眾多企務的管理。按照功能將表現層分為平臺門戶、各類應用平臺、應用支撐平臺。

應用邏輯層主要為用戶提供所有需要調用數據服務,將接收到的邏輯層格式化數據通過表現層顯示在用戶界面。平臺采用表現層與應用邏輯層相對分離的設計模式,保障了應用設計、擴展的靈活性,實現統一邏輯關系下不同用戶界面的應用。應用邏輯層根據業務邏輯對用戶輸入數據進行組織、驗證、重構,對外提供標準地圖服務和RESTful風格的Web服務,滿足客戶端的應用需求,各邏輯模塊采用組件包的形式設計與實現,對平臺中的業務底層邏輯數據訪問、管理以及分析進行封裝,并為上層業務功能提供具體明確的訪問接口。應用邏輯層根據實際關聯業務的需要可進行持續擴展,可持續性地服務于單位業務發展的整體規劃愿景。

數據服務層,即數據中心。由空間數據庫、屬性數據庫及文件庫組成。數據之間緊密關聯,形成邏輯上集中的有機整體,實現統一的數據管理和數據交換,為上層應用邏輯訪問提供服務。

基礎平臺層主要包括系統運行所必需的網絡環境、基礎設施、數據庫軟件、Web服務器軟件,作為整個系統構建和運行分析的基礎。

1.2 平臺功能設計

平臺總體功能分為平臺門戶、應用平臺、應用支撐平臺,如圖2所示。

圖2 平臺功能結構圖

平臺門戶為各類信息系統提供統一登錄入口,為用戶提供快捷的系統使用窗口,包括門戶、用戶桌面、個人中心、個人事務等模塊,各模塊間通過擴展型基于角色的訪問控制方法(Extended Role-Based Access Control，E-RBAC)進行嚴格訪問安全控制。滿足用戶單點登陸與個性化設置的需求,一個窗口中完成所有的工作。

應用平臺是支持云計算技術下各類業務應用軟件集成的基礎平臺,可融合各類采用統一架構的一體化平臺,支持分布式環境下的微服務應用,可提供各類業務服務開發、共享、部署、監控、運維等服務。能夠滿足各級用戶工作流程辦理、設計與管理、行政辦公、日常事務、生產與科研項目管理、科技創新成果管理、經營管理、客戶關系管理、固定資產管理、人力資源管理、知識與共享管理、考勤管理、即時通信、移動辦公、郵件、數據統計分析與輔助決策、科技成果轉化管理等實際應用需求。

應用支撐平臺采用一站式模式將分散、異構、多源的應用和信息資源進行聚合,包括數據共享交換、組織機構與權限模型、消息處理服務、流程處理引擎、擴展開發、系統集成等功能模塊資源。實現平臺中結構化數據、非結構化數據以及各類業務系統跨數據庫、跨平臺的無縫接入、共享與集成,提供一個支持信息訪問、共享以及協作的統一集成環境,滿足單位個性化業務應用的高效開發、集成與管理。此外為滿足多元化的用戶的特點、喜好和角色等需求,E-RBAC為特定用戶提供量身定做的訪問關鍵業務信息的安全通道和個性化應用界面,使不同權限、角色用戶瀏覽相互關聯的各類數據,進行相關的事務處理。

2 平臺功能實現

系統功能的實現采用簡潔、優雅的、面向企業級的PHP Web快速開發框架Larvel,基于微服務架構,前后端分離,使用Redis實現高性能緩存,通過Nginx實現服務的負載均衡。

2.1 數據庫實現

根據測繪地理信息業務數據特點,可分為空間數據庫、屬性數據庫、文件數據庫[7-8]。空間數據存儲基于PostGIS空間數據庫引擎,數據組織按照“數據庫-業務類型-業務子系統-層”的層次架構,數據進行分層管理。屬性數據庫主要包括溝通通信信息、流程信息、資源信息理、知識信息、客戶信息、合同信息、供應商信息、經費信息、進度信息、科技創新信息、項目信息等。文件數據庫主要包括各類信息的附件、圖片信息與各類規范、規則等文本數據。

2.2 平臺功能實現

2.2.1組織與用戶管理

實現了平臺組織機構、用戶、角色的管理。組織管理為用戶提供部門與單位結構的信息管理;用戶管理模塊提供對用戶信息的管理,包括用戶注冊、登錄、權限管理、信息修改以及角色修改;角色管理主要是按照測繪行業業務管理常用模式,設置了業務主管、技術主管、生產管理、質量管理、成果檔案管理、項目負責人、承擔部門負責人、生產實施人員等角色。

2.2.2業務流程管理

測繪單位業務均基于ISO質量體系實現標準化、規范化,本平添采用了全圖形化界面以及簡潔、智能化的工作流引擎,實現了組織內流程梳理、流程設計建模、流程運行、流程監控以及流程分析。在此基礎上進行網絡化、多工序、多任務的協同作業模式設計,綜合測繪地理信息項目管理經驗,將測繪業務流程分為了生產管理流程、質量管理流程、技術管理流程、成果檔案流程、設備管理流程、行政辦公等6塊,實現了組織內各部門業務流程的互聯,建立了開放、受控、共享、集中的信息化測繪業務管理模式,實現業務指令和管理信息互連互通、業務流程智能推進和數據資源無障礙配送。

2.2.3項目管理

目前,平臺圍繞時間、成本和質量鐵三角,設計并實現了滿足要求的測繪項目管理功能,同時融合了工程類任務管理、資源管理、范圍管理、進度管理、經費管理、質量管理、溝通管理、風險管理和干系人管理等功能。

其中任務管理引入工作分解結構實施規范,采用分層模式,支持多任務的并行和協同作業,可實時監控、靈活定制，將不同級別任務分別指定到生產、技術、質量、實施等不同的人員。引入了WebGIS技術,將任務區、圖幅范圍與任務管理充分融合,并基于天地圖·陜西展示,實現測繪任務區在圖上展示與統計,為管理者提供最直接、最直觀的項目里程碑展示。進度管理采用日程提醒和自動進度匯總方式,管理者為實施人員創建任務后,系統會自動將任務添加到其日程中,并按不同時間段自動提醒用戶。

質量管理提供了檢驗計劃、實施計劃、檢驗進度控制與檢驗報告審核、批準等流程化作業模式,形成了檢驗進度與質量管理于一體的網絡化質檢作業模式,保障生產項目工作成果符合測繪成果質量要求;針對地理信息應用系統類項目,系統額外提供了風險評估、滲透測試、性能測試等安全測評類輔助流程功能。

2.2.4生產經營管理

生產經營活動包含了計劃、組織、實施、協調和控制等一系列活動,平臺提供了包含合同管理、供應商管理、專家庫管理、客戶關系管理等輔助生產經營的功能,滿足各類資源的集中管理需求,有效避免因業務調整或人員變動造成的客戶資源流失和客戶管理盲區的產生。

2.2.5知識共享管理

為了較好地解決行業人員變動導致的知識重建耗時耗力、部分業務過分依賴個人、管理人員救火模式、組織流程隨意變動等問題,平臺提供了知識共享管理功能,實現了包含文檔、圖片、百科、網絡硬盤、文檔快速檢索等功能的知識庫體系,擴充單位知識儲備、共享,推進單位內信息和知識的有序化,加快信息流動,促進知識的共享和交流,提高組織的協作與溝通水平。

2.2.6科技創新管理

平臺實現了科技創新管理工作的信息化全覆蓋,解決了科技管理工作人手少、科技管理人員流動大帶來的問題,固化了單位內科技創新課題、成果獲獎、論文、軟件著作權、專利、論文、著作、標準規范、成果登記等科技成果數據,使科技資源與人員松耦合,使隱性知識顯性化,大幅度提高了科技管理工作效率。利用管理成果,輕松通過高企認定和復審、中小企業認定與管理,合理享受高企或中小企業退稅、加計扣除等國家、省市各類稅收優惠與減免政策。

3 關鍵創新技術

3.1 提出了信息化測繪業務管理體系建設新模式

本文提出了以“院/中心”為單元,以核心業務為基本對象的測繪業務精準化管理新模式,對外提供開放地理空間信息聯盟(Open Geospatial Consortium,OGC)地圖服務和RESTful風格的Web服務,滿足客戶端的應用需求,具體包括地圖服務、信息查詢統計服務、通訊交流等各類服務;對內可根據單位具體業務要求,集成各類服務,滿足各類業務管理的一站式需求。實現了測繪業務管理信息高要求。其特點如下:基于網絡化環境的,實現項目管理方式便捷化;以任務區或圖幅為管理目標,實現管理目標精細化;分布式協同數據填報,實現了管理數據精準化、協同化;采用自動化方式進行數據匯總,下級單位填報,上級單位可以實時掌握業務的整體情況,實現了管理結論的自動化。通過該模式,有效提高了測繪業務管理效率,促進了各級管理人員的工作推進。

3.2 建立了基于流程引擎技術的全業務流程管理平臺

平臺建設過程中引入流程引擎技術,對生產質量控制、行政管理、文件傳輸、生產管理、生產經營等審批過程和相關業務流程進行規范化、流程化,采用靈活多層次的角色、工作流審批設計模式,實現測繪生產業務流程的表單化、簡單化、自動化配置與調整。用戶在進行業務邏輯設計時,只需專注于了解整個業務流邏輯,采用圖形化界面拖拽,即可完成工作流模板、工作流程的定制。此外,用戶可對業務流程數據進行全面分析,查看該流程實施代價、效率、風險等問題,為單位高效運轉、流程優化、風險管控提供輔助。

3.3 融合了地理信息行業特點的多級協同項目管理模式

項目管理模塊實現了省、中心(院)、部門(隊)等多級多權限的生產管控。在傳統項目管理基礎上,融合了測繪地理信息行業項目內容復雜、工序多、質量要求高等特點,通過一站式服務模式,為用戶提供靈活化定制,如項目級別、來源、類型、狀態等信息。基于工作流引擎業務流程的插件技術,實現現狀狀態、項目進度自動轉變。結合測繪行業特點,通過PostGIS空間數據庫實現空間數據的存儲和電子地圖服務的發布,將WebGIS和工作分解結構技術集成到項目管理頁面中,實現了測繪生產管理的直觀和可視化展示,用戶可根據實際工作按圖幅分配、區塊圖層分配或區塊分配測繪生產任務[4]。工作進度模塊會自動根據生產實施人員任務分配與進度填寫情況自動生產周報、月報、年報等報告,提高生產進度管理效率。在表現層,本文利用WebGIS空間分析技術,讓用戶可通過移動端、瀏覽器等終端實現測繪生產項目任務實施情況的清晰化、可視化管理與查看,實現一站式的測繪生產任務分配與調度管理。

3.4 研發了基于e-RBAC模型的多層次角色與權限控制系統

平臺采用擴展型基于角色權限管理模型實現了省局、生產單位、部門級等多級多角色的逐級管控,將用戶、角色、權限進行靜態、動態混合授權,建立了基于角色可靈活配置的高安全性的權限管理模型(圖3),通過E-RBAC使用戶和權限邏輯分離,并通過權限控制實現了各類資源分配,如項目管理的計劃分級下達、業務類型的按角色管控審核、任務的逐級匯總上報,使每一級生產和管理部門都能夠以系統為工具實現統一化體系化的項目管理。該模型支持權限的動態創建、調整、分配,具有較高靈活性、適應性和擴展性,較大程度上滿足了測繪行業項目實施需求,提高了測繪生產任務分配與調度管理效率[9-10]。

圖3 E-RBAC模型

4 結束語

本文設計并實現了信息化測繪體系中的測繪業務管理平臺。系統采用多層架構,利用MySQL、Redis、PostGIS、流程引擎技術等構建一體化的測繪業務綜合管理平臺,對測繪生產業務信息進行統一管理、傳輸,實現了測繪生產管理現代化、辦公自動化和決策科學化,有效提升了測繪生產效率和管理水平,促進了信息化測繪體系建設[11]。本文是陜西測繪地理信息局開展信息化測繪生產體系建設的一次成功嘗試,為地理信息高效服務提供了信息化測繪生產技術支撐,為信息化測繪體系建設的開展奠定了堅實基礎。這也是以增強測繪技術核心競爭能力為前提,圍繞主動融入自然資源發展大局,推動測繪信息化體系建設接軌自然資源信息化發展戰略更進一步。目前,系統已投入使用,但還未實現各組織之間的互聯互動,后續需要結合實際情況不斷優化,為業務一體化構建提供基礎支撐。